铸钢件的加工制作ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,建筑工程技术,学院,*,授课教师：刘菁菁,高层钢结构工程施工,铸钢件的加工制作,铸钢件的加工制作,3.2.4,铸钢件的制作工艺和要求,对于强度、塑性和韧性要求更高的管桁架支座节点、张弦钢结构节点、较多根杆件汇交的节点和异形钢结构的节点采用铸钢件）。,按照化学成分铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。其中以碳素铸钢应用最广，占铸钢总产量的,80%,以上。,（,a,）正常位置 （,b,）背面（内衬四氟乙烯板润滑）,（,c,）张弦结构与支座连接铸钢件 （,d,）交叉节点示意图,（,e,）人字柱上铸钢铰支座 （,f,）人字柱下铸钢铰支座 （,g,）铸钢铰支座,低碳钢,ZG15,的,熔点较高,、,铸造性能差,，仅,用于制造电机零件,或,渗碳零件,；,中碳钢,ZG25,ZG45,，具有高于各类铸铁的综合性能，即,强度高、,有,优良,的,塑性,和,韧性,，因此适于制造,形状复杂,、,强度,和,韧性,要求,高,的,零件,，如,火车车轮、锻锤机架,和,砧座,、,轧辊,和,高压阀门,等，是碳素铸钢中应用最多的一类；,高碳钢,ZG55,的,熔点低,，其,铸造性,能较中碳钢的,好,，但其,塑性,和,韧性较差,，仅用于,制造少数的耐磨件。,项目,2,钢管桁架的加工与制作,2,、合金铸钢,根据合金元素总量的多少，合金铸钢可分为,低合金钢,和,高合金钢,大类。,1,）,低合金铸钢,，我国主要应用,锰系、锰硅,系及,铬系,等。如,ZG40Mn,、,ZG30MnSi1,、,ZG30Cr1MnSi1,等。用来,制造齿轮,、,水压机工作缸,和,水轮机转子,等零件，而,ZG40Cr1,来制造,高强度齿轮,和,高强度轴,等重要,受力零件,。,2,）,高合金铸钢,，具有,耐磨、耐热,或,耐腐蚀,等特殊性能。如高锰钢,ZGMn13,，是一种,抗磨钢,，主要用于制造在干磨擦工作条件下使用的零件，如,挖掘机,的抓,斗前壁,和,抓斗齿,、,拖拉机,和,坦克的履带,等；,铬镍不锈钢,ZG1Cr18Ni9,和,铬不锈钢,ZG1Cr13,和,ZGCr28,等，对,硝酸的耐腐蚀性很高,，主要用于制造化工、石油、化纤和食品等设备上的零件。,3.2.4.1,铸钢的铸造工艺特点,铸钢,的,机械性能比铸铁高,，但其,铸造性能,却,比铸铁差,。因为铸钢的,熔点较高,，钢液,易氧化,、钢水的,流动性差,、,收缩大,，其,体收缩率为,10,14%,，,线收缩为,1.8,2.5%,。为防止铸钢件,产生浇不足,、,冷隔,、,缩孔和缩松,、,裂纹,及,粘砂,等缺陷，必须采取比铸铁复杂的工艺措施：,1,、,由于钢液的,流动性差,，为,防止,铸钢件产生,冷隔和浇不足,铸钢件的,壁厚不能小于,8mm,；,浇注系统,的结构力求,简单,、且,截面尺寸,比铸铁的,大,；,采用,干铸型,或,热铸型,；,适当,提高浇注温度,，一般为,1520,1600,，因为浇注温度高，钢水的过热度大、保,持液态的时间长,，,流动性可得到改善,。但是,浇温过高,，会,引起晶粒粗大、热裂、气孔和粘砂等缺陷,。因此一般,小型、薄壁,及,形状复杂,的铸件，其,浇注温度,约为钢的,熔点温度,+150,；,大型、厚壁铸件的浇注温度比其熔点高出100左右。,2,、由于,铸钢的收缩大大超过铸铁,，为防止铸件出现,缩孔、缩松缺陷，,在铸造工艺上大都采用,冒口,、,冷铁和补贴,等措施，以实现,顺序凝固,。,此外，为防止铸钢件产生缩孔、缩松、气孔和裂纹缺陷，应使其,壁厚均匀,、,避免尖角,和,直角结构,、在铸型用,型砂中加锯末,、在,型芯中加焦炭,、以及采用,空心型芯,和,油砂芯,等来改善砂型或型芯的退让性和透气性。,铸钢的,熔点高,，相应的其,浇注温度也高,。高温下钢水与铸型材料相互作用，极,易产生粘砂缺陷,。因此，应采用,耐火度较高,的,人造石英砂做铸型,，并在铸型表面刷由石英粉或锆砂粉制得的涂料。为减少气体来源、提高钢水流动性及铸型强度，大多铸钢件用干型或快干型来铸造，如采用,CO,2,硬化的水玻璃砂型。,3.2.4.4,铸钢生产设备和工艺流程,1,、铸钢件生产设备,铸钢件生产设备主要有,电弧炉,、,中频炉,、,热处理炉,等，如图。,2,、铸钢件的铸造工艺流程,3,、铸造工艺说明,1,）优化铸件设计，,确定合理的铸件壁厚及内、外部结构，,为稳定生产出满足用户使用要求的铸件提供保障。,2,）,确定合理的铸件浇注位置,，对,大件,采用,阶梯式浇注系统,及,保温冒口,，实现铸件的顺序凝固，确保铸件内部组织致密，无疏松缺陷。,3,）,采用底注塞杆浇包,，保障浇入铸型的钢水质量及防止夹渣缺陷。,4,）将大块泥芯适当分割，方便制芯，采用专用卡板保证配型准确。,5,）在芯骨上缠绕草绳，并在芯砂中增加附加物，提高芯砂退让性。减少铸件收缩阻力，降低铸造应力，防止生产裂纹。,6,）采用整体实样选择合适的木模结构，采用三维建模技术，获取模具关键尺寸，保证模具尺寸的正确性，从而保障铸件尺寸精度。,7,）严格控制铸型表面质量，从而提高铸件表面质量。,8,）对于大型铸件适当加粗石英砂的粒度，采用优质涂料，提高铸型耐火度，防止产生粘砂缺陷。,9,）选用优质炉料，严格按照工艺规格冶炼，控制有害残留元素含量，采用脱,P,、脱,S,剂，降低,P,、,S,含量，保证铸件化学成分。,10,）适时浇注，采用低温快浇，补浇冒口工艺，提高铸件内部质量。,11,）控制开箱时间，按工艺规程气割冒口及时进行热处理清除铸造应力，防止产生裂纹，稳定铸件组织。,4,、对于铸钢节点作下列说明,1,）,模样要求,：采用烘干的,红松制作,，,整体实模，芯壳为拆开式。,冒口采用,500,h600,标准保温冒口套，,8,件。,2,）型砂,：铸型和泥芯均采用,水玻璃石英砂,，二氧化碳硬化，泥芯砂添加溃散剂，型腔表面涂锆英粉涂料二遍，用煤油喷枪辅助烘干。,3,）,双炉熔炼双包过桥浇注,，采用,低温快浇,，浇到明冒口,1/2,高度后，改为依次补充明冒口,2,3,次。浇到规定高度覆盖碳粉等保温。,5,、造型要点,1,）造型前所有造型工必须熟悉图纸工艺，掌握其产品结构特点和具体操作要领。,2,）造型前各组组长必须检查木模是否齐全，是否紧固安全，各主要尺寸、外表粗糙度符合要求，并做好记录，留存备查,.,3,）造型过程中，各质量检验员必须定时抽查制作质量，原则上每班,4,次，并将抽查情况进行记录。,4,）检查型板是否平整，清除平板上所有浮砂、杂物。再次检查模具是否损坏，定位是否松动、齐全，发现问题及时解决。,5,）混砂,原砂必须干燥，可添加适量重油或木屑，泥芯砂添加适量溃散剂,水玻璃加放量为,5,8%,，面砂混制方法为新砂,+,水玻璃湿混,3,5min,出砂，随混随用。,6,）安放模样和砂箱,按工艺方案,将下模放置在清洁的底平板上的规定位置,套上下砂箱,使其间有规定预留吃砂量,并预留横浇道位置，在直浇道与横浇道连接处放置耐火砖后，放置砂箱（底箱），放好定位销座，并在指定位置设置铁钩。,7,）填砂,在下模的表面填上面砂,注意面砂舂实后，厚度应,100mm,，每次填砂手工应,100mm/,次，风动捣固器填砂应,200,250mm/,次。进行舂砂，舂砂先沿砂箱边缘、模具周围舂实，以舂砂完毕，刮去多余型砂，扎透气眼，并吹,CO,2,硬化（,20,60s,）。,8,）将底箱翻转，放置在预定位置（该位置地面应有一层松、软、平坦的砂泥，并开排气槽），将上模放置下模上，使上、下模定位准确，放上定位销和上箱定位座，并按工艺图放置直、横、内浇道，放上上砂箱、冒口、铁钩，然后填砂进行舂砂。,9,）修型,对开箱起模后砂型损坏的地方，先涂上一层水玻璃，然后用面砂进行修补烘干，补后的型砂要牢固，尺寸准确，表面平整、光滑、局部松软部位用刮刀挖深,划毛，重新修补且根据实际情况，插钉加强,尖角、棱角必须倒成圆角。,10,）进行修整，并按规定测量主要尺寸，并填写检验记录。,11,）芯盒必须摆放到平板上,将木楔楔紧,再舂砂、刮平、硬化,.,12,）上涂料，使用前充分搅拌，滚刷要均匀，表干修磨后再上一次，并烘干（烘干时间比常规产品稍长一点），第一次涂料要浓，第二次涂料要稀，烘干后如出现返潮必须进行二次烘干。,13,）合型,将修正烘干好的各泥芯按预定位置装配好，并认真检测,清除型腔内杂物，浮砂等。,14,）在确认无误后进行合箱。,15,）检查无误后，紧好压紧螺栓。,16,）合箱后应在,4h,内浇铸结束,.,6,、冶炼浇注操作要点,1,）准备阶段,（修补炉衬、配料及装料）,（,1,）检查电炉液压、电控、机械、锁紧、夹持、冷却等系统装置是否正常，炉体、炉盖是否完好。,（,2,）检查行车、空压机、水泵是否正常。,（,3,）做好各种应急措施的准备。,（,4,）修补炉衬按,HQA/QTJ02,2002,规定执行。,（,5,）配料,炉料比例，尽量使用低碳钢板料；,配碳 氧化脱碳量为,0.35,0.4%,(,新炉第一炉的脱碳量应在,0.5%,以上，中修炉的第一炉的脱碳量应在,0.45%,以上,),；,控制含,P,、,S,量，,P,、,S,含量尽量低；,控制残留元素含量特别是,Cr,、,Ni,、,Cu,；,装料：先在炉底铺上,2%,的石灰炉料，再按常规装料，加料次数,3,。,2,）熔化期,（,1,）钢液熔池形成后，分批加石灰造渣，其总量为料量的,1,2%,；,（,2,）熔化末期，分批加入小批矿石，加速脱,P,，加入量为炉料,1,2%,。,（,3,）炉料化清后，取样分析,C,、,P,、,Mn,、,Cr,，取样时，在熔池中心舀取（取样用具清理干净后舀取）。如含,P,过高时,可放渣,扒渣,出渣后随即添加硅和氟石造新渣,.,3,）氧化期,（,1,）脱,P,：抓紧在熔化末期和氧化初期脱,P,，并及时放掉高,P,炉渣防止发生,“,返磷,”,。,（,2,）脱,C,：在钢液温度达到,1560,，进行吹氧操作，含,C,量按下线控制为,0.15,（,3,）氧化末期温度控制，比出钢温度高,20,30,（,1620+20,30,）。,（,4,）除渣 当,C,、,P,含量和温度达到要求时，快速除渣。,4,）还原期,（,1,）造稀薄渣：造渣原料为：石灰、氟石和碎耐火砖块，其比例为：,4,：,1.5,：,0.2,加入量为钢液重量的,2,3%,。,（,2,）,预脱氧,：初期,加入,Mn,铁,，进行预脱氧，锰铁加入量按,1%,计算。,（,3,）造还原渣脱氧：稀薄渣形成后，加放石灰、氟石和碳粉造渣,钢液在良好白渣下还原时间应,20min,在此期间,分批加入石灰和硅铁粉调整炉渣,保持炉渣的还原能力。,（,4,）脱氧质量的检验：取钢液浇注圆杯试样来判断脱氧情况，当试样顶面凹陷时为脱氧良好。,（,5,）,脱,S,：保证高的炉温,高碱度和还原性的炉渣,从而提高脱,S,效果。,（,6,）调整化学成份,当,C,、,P,、,S,符合要求时，按化学成份要求，根据光谱检测结果加入合金元素。,（,7,）终脱氧,当化学成份符合要求（光谱分析），并达到出钢温度，加入铝进行最终脱氧。,（,8,）出钢,出钢前先将堵在出钢口的材料掏出，清理出钢口及出钢槽，各种准备工作做好，吊盛钢桶，然后由专人倾炉出钢，出钢时要求钢液流柱要粗，不能散流而且要使钢液与炉渣一起出到盛钢桶中（即所谓,“,大口出钢、钢渣混出,”,）钢水全部倾出后，要在钢水表面上盖上一层保温材料，钢液在盛钢桶中，镇静,5min,以后开始浇注。,5,）浇注,（,1,）盛钢桶烘烤,烘烤时间：新砌盛钢桶,24h,；正常使用盛钢桶，烘烤时间,1,2h,，烘烤时注意调整火力，原则是火力由小逐渐增大，要防止急火把耐火砖烤裂，出钢前要求，盛钢桶内衬烘烤至,700,以上呈红色或暗红色。,（,2,）浇注温度及浇注时间按照工艺卡片要求。,（,3,）浇注操作要点：,浇注时，钢包注口要对正铸型的浇口。,开始时钢水流要小一些后逐渐开大，钢水上升到冒口时要缓流，再继续浇到冒口需要高度，浇注中间不要断流。,稍停一下，适当补